Le piccole cose fanno la differenza. E nel nostro caso parliamo di una cosa veramente piccola: una molecola, l'ozono (O3), delle dimensioni inferiori a 1 nanometro (1 miliardesimo di metro). Per rendere l'idea, consideriamo che la frazione argillosa del suolo - la più fine - si attesta intorno ai 2mila nanometri.
Nota ai più per il fenomeno del buco dell'ozono, questa molecola è formata da 3 atomi di ossigeno e si trova in grandi concentrazioni nella stratosfera terrestre dove, assorbendo gran parte della radiazione UV dannosa per gli organismi viventi, svolge un ruolo fondamentale per la protezione del pianeta.
Piccolo ma potente
Ad interessarci dell'ozono sono le proprietà ossidanti e disinfettanti che nel tempo sono state sfruttate in molti settori e tra questi, anche in quello agricolo. L'ozono nei campi è utilizzato maggiormente nelle pratiche di irrigazione e nel trattamento delle acque reflue sempre per utilizzo irriguo.
Federico Ponti, proprietario di MET, società italiana che dal 2008 progetta e produce - inizialmente solo per il settore medicale, poi per altri settori tra cui quello agricolo - sistemi per il trattamento con ozono, ci ha spiegato le possibilità, i limiti e i meccanismi d'utilizzo dell'ozono in agricoltura.
Federico Ponti, proprietario di MET, presenta le ultime novità del progetto Oxir a Eima 2022
(Fonte foto: MET - Oxir)
Ozono in agricoltura una nuova vecchia conoscenza
In agricoltura l’ozono può essere utilizzato secondo 3 modalità: acqua ozonizzata, aria ozonizzata e olio ozonizzato.
L'acqua ozonizzata è la più diffusa e facile da utilizzare. In alcuni contesti come serre e vivai, oltre a eliminare batteri e microrganismi, può soddisfare una parte del fabbisogno idrico della coltura.
"La possibilità di utilizzare ozono in ambito agricolo in realtà non è una novità. Già nel 2012 come MET eravamo pronti a proporre soluzioni per l'ozonoterapia vegetale" spiega Federico Ponti. "Ma in agricoltura l'utilizzo di prodotti è strettamente normato da tabelle e ciò che non è riportato al loro interno è teoricamente vietato e allora dell'ozono non ve ne era traccia".
L'Europa si apre all'ozono
L'Europa era in ritardo. Negli Stati Uniti l’ente FDA (Food and Drug Administration) aveva già classificato l'ozono come additivo alimentare non nocivo (GRAS, Generally recognised as safe) e nel 2001 lo aveva approvato come additivo antimicrobico per il contatto diretto con alcuni alimenti. Solo nel 2018 con i regolamenti CE 843/07 e 889/08 è stato autorizzato per l’impiego in agricoltura biologica anche in Europa.
"Solo quando la Comunità europea ha riconosciuto questa tecnologia, abbiamo potuto testare il nostro sistema Oxir sfruttando un bando interno al programma di ricerca e innovazione Horizon 2020. I test sono stati fatti in 10 siti localizzati in 3 diversi continenti (Europa, Africa e America) per verificare l'efficacia del trattamento con ozono a livello fogliare su differenti culture erbacee ed arboree, dalla serra al pieno campo" aggiunge Ponti.
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Il progetto Oxir nasce per dimostrare l'efficacia dei trattamenti con Ozono su diverse colture in molteplici contesti agronomici
(Fonte foto: MET - Oxir)
Quali macchine si usano?
A causa della sua instabilità l'ozono non può essere stoccato o trasportato ma deve essere prodotto e utilizzato in loco. Per questo è necessario dotare le macchine o i sistemi d'irrorazione di generatori in grado di produrlo.
All'interno dei generatori, un flusso di ossigeno puro - prodotto da un ossigenatore anch'esso presente all'interno della macchina - passa attraverso un campo elettrico ad alto voltaggio (7-15mila Volt) prodotto da un gruppo elettrogeno (a gasolio). Qui le molecole di O2 vengono spaccate in mono molecole atomiche estremamente instabili che tendono naturalmente ad aggregarsi all'ossigeno e formare ozono.
Presentazione del progetto Oxir e delle componenti dell'irroratice ad acqua ozonizzata
L'ozono prodotto viene quindi iniettato attraverso un sistema Venturi in acqua, dove viene miscelato con un apposito sistema per poter poi uscire dalla macchina già in concentrazione adeguata al campo d'utilizzo.
Il generatore è potenzialmente compatibile con qualsiasi sistema a punto fisso o mobile. Sono sufficienti piccole modifiche per allacciare i due impianti.
"In una generica irroratrice l'acqua contenuta nel serbatoio entra prima nel generatore, viene ozonizzata e solo in seguito portata agli ugelli per il trattamento. La scelta più semplice per un agricoltore è partire da un irroratrice tradizionale e modificarla" spiega Ponti.
Ozono batte fitosanitari 3 a 0
Uno dei principali vantaggi dell'utilizzo dell'ozono è la possibilità di eliminare batteri e funghi senza instaurare processi di selezione microbica o di resistenza. In breve, entrando a contatto con i microrganismi l'ozono ossida (perossidazione lipidica) le loro membrane cellulari degradandole. L'ozono ha effetto anche su virus e insetti (uova) ma in questo caso richiede una somministrazione a concentrazioni superiori.
"Il vuoto biologico che si verifica post trattamento lascia la coltura pulita. Ad esempio, in agricoltura biologica questo favorisce una successiva diffusione di antagonisti che avranno così campo libero e un'efficacia maggiore" aggiunge Ponti.
L'ossigeno puro (1) tramite scariche elettriche (2) viene trasformato in ozono instabile (3), l'O3 reagisce con batteri e funghi distruggendoli (4) e ritornando dopo poco tempo semplice ossigeno (5-6-7)
(Fonte foto: Trotec)
Ma forse il vantaggio maggiore che differenzia l'ozono dai normali prodotti fitosanitari è l'assenza di residuo. L'ozono che non reagisce con i microrganismi è fortemente instabile e decade rapidamente - a maggiori temperature si hanno minori tempi di persistenza - trasformandosi in ossigeno (a 20 gradi centigradi il tempo di emivita è circa 40 minuti).
"Il concetto di residuo zero non è un solo aspetto ambientale - precisa Ponti - basti pensare che con l'ozonoterapia le colture non necessitano di nessun intervallo di sicurezza prima della raccolta e i prodotti mostrano un netto miglioramento della shelf life. Ma non solo, i dosaggi comunemente utilizzati (0,5–4 ppm) e i tempi di esposizione ridotti non presentano alcun pericolo per gli operatori".
I trattamenti con ozono non hanno costi legati alle materie prime, si tratta semplicemente di utilizzare ossigeno che alla fine del processo verrà restituito all'atmosfera, ed energia per la creazione del gas come vedremo più avanti. In particolare, se l’energia utilizzata fosse prodotta da fonti rinnovabili ci troveremmo in una situazione a impatto zero.
Generatore per la produzione di acqua ozonizzata realizzato da MET Srl e G.R. Gamberini
(Fonte foto: MET - Oxir)
L'uso dell'ozono presenta vantaggi anche sul piano della riduzione dei costi aziendali: affrontato il costo iniziale per l'acquisto del generatore ad ozono e la modifica dell'irroratrice o dell'impianto irriguo, i costi operativi sono estremamente ridotti (consumo di gasolio e di acqua).
Ozono si ma con il giusto approccio
"La maggiore efficienza riscontrata durante le nostre prove è nei trattamenti fogliari. Qui l'ozono agisce bene per contatto. A livello radicale i risultati sono molto più variabili" spiega Ponti. "I trattamenti sulla parte vegetativa sono sempre risultati fitostimolanti: le culture trattate sono più rigogliose. Estremizzando le concentrazioni di ozono abbiamo osservato un effetto fitotossico. Questo ci ha permesso di ideare una soluzione per il diserbo attualmente in fase di brevetto".
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L'ozono non è in grado di intervenire in modo sistemico, cioè non può essere assorbito dalla coltura per debellare infezioni interne. Perchè l'intervento di ozonoterapia sia efficiente è importante intervenire per tempo e quindi prima dello sviluppo completo della malattia.
Ultimo modello di irroratrice Oxir per i trattamenti con ozono presentata a Eima 2022 da MET Srl e G.R. Gamberini
(Fonte foto: MET - Oxir)
Fondamentale è anche la durata dell'intervento: avendo ridotta persistenza nell'ambiente i trattamenti devono essere ripetuti fino alla completa disinfezione della coltura. "Per prolungare la copertura è possibile utilizzare trattamenti con olio ozonizzato che assicura un più lento rilascio di ozono e una copertura maggiore: si passa da pochi minuti a 8-10 giorni a seconda delle condizioni climatiche" annuncia Ponti.
"A livello operativo risulta importante - prosegue Ponti - anche adattare i sistemi di diffusione al tipo di cultura da trattare. In serre e vivai, ad esempio, i maggiori risultati si ottengono se al posto dell'irrigazione tradizionale viene eseguita con acqua ozonizzata. Grande attenzione va posta anche alla pulizia dell'impianto, fisso o mobile che sia, altrimenti si rischia che l'ozono prodotto serva solamente per pulire le macchine e non ne rimanga per agire sulla coltura".
In ultimo, agendo solo per contatto diretto occorre assicurare la corretta copertura di foglie e frutti, ma questo non è sempre possibile. "Il maggior problema dell'ozono è che per ora non si possono usare attrezzature ad alta pressione. Ad oggi lavoriamo con un limite di 5 bar ma stiamo studiando nuove soluzioni. Questi sviluppi saranno importanti per poter utilizzare l'ozono anche in colture con chiome più folte, come agrumeti o noccioleti" sottolinea Ponti.
Impianto per l'ozonoterapia in vivaio unificato a quello per l'irrigazione per aspersione delle piantine
(Fonte foto: MET - Oxir)
I risultati ci sono
Per dare conferma della validità del sistema Oxir le prove nei 10 siti internazionali sono state coordinate da una società specializzata Agri 2000 Net che si è occupata di redigere una serie di report sui risultati ottenuti.
I test effettuati prevedono un confronto tra una zona non trattata, una trattata con prodotti fitosanitari tradizionali - secondo calendari e principi attivi previsti dai disciplinari di difesa integrata - e ulteriori 2 zone trattate con acqua ozonizzata e ozono in combinazione con il principio attivo chimico. In nessun caso si sono osservati sintomi di fitotossicità.
In un caso studio per il controllo di Botrytis sp. su fragola, il "non trattato" ha mostrato un’incidenza pari a 15,7%. Il miglior risultato è stato ottenuto dal prodotto chimico con il 6,9% di incidenza e un controllo della malattia del 55,7%. Subito di seguito l'ozono con un'incidenza pari al 8,6% e il 41,4% di efficacia. Su mirtillo, partendo da un’incidenza del 19%, la soluzione più efficiente (56,9%) - ozono (da solo 37,7%) più fitofarmaco (da solo 34,8%) - ha ridotto al 6,5% l'incidenza.
Confronto tra prima (sinistra) e dopo (destra) il trattamento con acqua ozonizzata in vigneto
(Fonte foto: MET - Oxir)
Nel trattamento di Peronospora su basilico, l'incidenza della malattia sulle foglie non trattate era pari al 35% con severità al 9,43%. In questo caso, i risultati di incidenza ottenuti con l'ozono erano comparabili con quelli del fitosanitario applicato da solo o in combinata, rispettivamente con efficacia del 48,7%, 58,4% e 57,2%.
In vigneto per il controllo di Botrytis cinerea, il 36% grappoli non trattati hanno mostrato una severità della malattia pari al 7,9%. Il miglior risultato - efficacia del 69,9% - è stato riscontrato anche qui con ozono e prodotto fitosanitario. L'ozono applicato da solo assicura il 25,8% di controllo, ma ha mostrato un forte effetto devitalizzante sull’Oidio presente sui grappoli.
